專利名稱：具有濕度傳感器和可配置的噴流模式的多區域噴灑器系統的制作方法
技術領域：
0001本發明一般地涉及園林噴灑器系統，更具體地說涉及包含
計算機配置的噴流模式的園林噴灑系統和方法。
背景技術：
0002過去，眾所周知的慣例是提供如噴灑器之類的自動供水裝 置來為植物提供適量濕度，以使其苗壯成長。私房屋主以及像高爾夫球 場、娛樂場所、農場等商業機構使用自動供水系統。
0003傳統系統采用定時控制器，該定時控制器操作并入水系統 中的螺線管閥或電磁閥，以便用戶任意設置的時間達到時，可通過螺線 管為水源閥門供電，從而為噴灑器系統或其他灌溉裝置供水。然而，即 使土地或植物介質是飽和的，譬如一場大雨過后之類的情況，噴灑器系 統也供水。
0004譬如，需要灌溉的地區或區域可能包含低儲水量的薄沙地 土壤，此土壤易于排水。另一區域可能包含更深的沙地、粘土和淤泥混 合物，其排水緩慢，且儲水較長的時間。如果灌溉器以和地區需要的平 均速率相等的速率均勻供水，用戶就面臨一個左右為難的局面，即在一 個區域水太少，而另一個區域水太多。實際上，用戶一般以最缺水土壤 需要的速率灌溉整個地區，此方式在不需要額外水的區域中浪費水。隨 著水成本的提高，這為用戶產生不必要的開支。
發明內容
0005在一種實施方式中，灌溉系統包含具有可電動配置的噴流模
式的噴灑頭、濕度傳iiH和控制器。基于來自濕度傳離的輸入信號，控制器
動態配置噴灑頭的噴流模式，以使需要被澆灌的地區被多注7K，而不需要額外
水的地區被少注水。
0006在另一種實施方式中，灌溉系統另外還包含火傳感器。基于 來自火傳感器的輸入信號，控制器起動噴灑器。
0007在一種實施方式中，旋轉式噴灑頭包含至少一個螺線管， 該螺線管有第一狀態和第二狀態。噴灑器所噴灑的水量取決于噴灑器循 弧線移動時的旋轉速率。在一種實施方式中，弧線是圓周。在一種實施 方式中，當螺線管處于第一狀態時，噴灑頭旋轉相對較慢；當螺線管處 于第二狀態時，噴灑頭旋轉相對較快。當噴灑頭旋轉較慢時，以弧線緩 慢旋轉的噴灑頭周圍的土地，比以弧線快速旋轉的噴灑頭周圍的土地吸 收更多水。在一種實施方式中，第一狀態是活動狀態，第二狀態是不活 動狀態。在另一種實施方式中，第一狀態是不活動狀態，第二狀態是活 動狀態。
0008在一種實施方式中，靜止的噴灑頭包含至少一個螺線管和 與至少一個螺線管相關聯的出水口，該螺線管有第一狀態和第二狀態。 當螺線管處于第一狀態時，出水口開啟，允許水流出；當螺線管處于第 二狀態時，水出口關閉，阻止水流出。在一種實施方式中，第一狀態是 活動狀態，第二狀態是不活動狀態。在另一種實施方式中，第一狀態是 不活動狀態，第二狀態是活動狀態。
0010在這里描述了本發明的某些方面、優勢和新特點，為本發明 作個總結。應該理解，沒有必要所有這些優勢都可以依照本發明的任何 特別的實施方式實現。因此，本發明可以以這樣的方式來實例化或實現， 即實現或最優化在這里教導的一個或一組優勢，而不必將在這里教導或 建議的其他優勢也實現。
0011現參考附圖來描述實現該發明各種特點的大體結構。這里提 供了附圖和相關描述來說明該發明的實施方式而不是限制該發明的范 圍。在各個圖中，重復使用參考數字來表示標記元件間的一致。另外， 每個參考數字號的第一個數字表示元件第一次出現的圖號。
0012圖l顯示一個多區域噴灑器系統。
0013圖2是一個多區域噴灑器系統的示意圖。
0014圖3顯示具有相關濕度傳感器的可調模式的噴灑頭。
0015圖4是一個具有可控旋轉速率的旋轉式噴灑器的示意框圖。
0016圖5顯示具有控制旋轉速度的致動器的旋轉式噴灑器。
0017圖6是有可調噴流模式的非旋轉式噴灑頭的示意圖。
具體實施例方式
0018圖l說明一個高爾夫球場，作為多區域噴灑器系統100的一種 實施方式的一個實例應用。其他實例應用包括但不限于娛樂場所、住宅 草坪、主題公園、墓地、農場、托兒所以及通過自動灌溉系統為植物供 水的任何其他裝置。圖1說明多個噴灑器102，每一個都有可電配置的噴 流模式104。
0019圖2是多區域噴灑器系統100的一種實施方式的示意圖。噴灑 器系統100包含若干個噴灑器102、若干個濕度傳感器200、若干個水源閥 門202、 一個水源204和一個中央控制系統206。
0020在典型布置中， 一連串水源閥門202中的每一個都連接到水 源204。各水源閥門202都連接到一連串噴灑器102，各噴灑器102都有 可配置的噴流模式104。當水源閥門202中的開關或螺線管起動時，來自 水源204的水通過水源閥門202流出。根據噴灑器102的噴流模式104， 噴灑器102向其周圍的一些地區注水、全部地區注水或不向任何地區注 水。在一種實施方式中，噴灑器系統100被安置在供水區域內。
0021在一種實施方式中，水源可以包含肥料、除草溶液，或用戶 希望應用于與噴灑器系統100關聯的區域的任何其他可溶化合物。
0022在其他布置中，多區域噴灑器系統100包含至少一個控水閥門 202和至少一個有可配置的噴流模式104的噴灑器102。
0023濕度傳感器200埋在土壤里，用來感應土壤中的濕度。在一種 實施方式中，這些濕度傳感器200在各噴灑器102周圍形成圓形或半圓形 的排列。濕度傳感器200將指示土壤含水量的數據傳輸到中央控制系統 206。在一種實施方式中，濕度傳感器200通過射頻(RF)鏈路或其他無
線傳輸系統將數據傳輸到中央控制系統。
0024在另一種實施方式中，濕度傳感器200電連接到噴灑器102， 而噴灑器102通過無線傳輸系統與中央控制系統206進行通信。濕度傳感 器200收集濕度數據，并通過電連接將該濕度數據傳輸到噴灑器102。噴 灑器102通過諸如射頻鏈路的無線傳輸系統將該濕度數據傳輸到中央控 制系統206。
0025在另一種實施方式中，濕度傳感器200電連接到噴灑器102， 而噴灑器102電連接到中央控制系統206。濕度傳感器200收集濕度數據， 并通過電連接將該濕度數據傳輸到噴灑器102。噴灑器102通過電連接將 該濕度數據傳輸到中央控制系統206。
0026在另一種實施方式中，多區域噴灑器系統100還包含區域控 制器210。位于區域控制器210所控制區域內的濕度傳感器200將濕度數 據傳輸到區域控制器210。區域控制器210將該濕度數據傳輸到中央控制 系統206。
0027在一種實施方式中，濕度傳感器102通過諸如射頻系統的無線 傳輸系統將濕度數據傳輸到區域控制器210。在另一種實施方式中，這些 濕度傳感器200電連接到區域控制器210。各濕度傳感器200可以各自連線 到區域控制器210，或幾組濕度傳感器200可以以連續模式，即菊花鏈的 模式連線，且鏈中的最后一個濕度傳感器200和區域控制器210電連接。 濕度傳感器200通過電連接將濕度數據傳輸到區域控制器210。
0028在一種實施方式中，區域控制器210通過諸如射頻鏈路的無線
傳輸系統與中央控制系統進行通信，并通過無線傳輸系統將濕度數據傳 輸到中央控制系統206。在另一種實施方式中，區域控制器210電連接到 中央控制系統206，并通過電連接將濕度數據傳輸到中央控制系統206。
0029基于濕度數據，中央控制系統206決定在各區域內投放多少 水。中央控制系統206起動控水閥門202，其允許來自水源204的水通過 控水閥門202流出。此外，基于濕度數據，中央控制系統206配置噴灑 器102的可電配置的噴流模式104。
0030中央控制系統206包含一臺或一臺以上計算機。計算機包括， 例如處理器、程序邏輯或其他代表數據和指令的底層配置，它們以此處 描述的方式進行操作。在其他實施方式中，所述處理器可包含控制器電 路、處理器電路、處理器、通用單芯片或多芯片微處理器、數字信號處 理器、嵌入式微處理器、微控制器等器件。
0031中央控制系統206包含涉及噴灑器200的位置、被灌溉地區 或各噴灑器200的最大噴流模式、各區域控制器210控制的灌溉區域等 信息。
0032中央控制系統206處理濕度數據，從而決定哪些地區需要水 分。中央控制系統206傳輸指令來配置噴灑器102的噴流模式104，以便 需要水分的地區得到灌溉，而不需要水分的地區不被灌溉。
0033在一種實施方式中，中央控制系統206通過無線傳輸系統或 電連接將指令傳輸到區域控制器210，如上面描述的那樣。之后，區域控 制器210通過無線傳輸系統或電連接，將該指令傳輸到噴灑器200,如上 面描述的那樣。
0034在另一種實施方式中，中央傳輸系統206通過無線傳輸系統 或電連接將指令直接傳輸到噴灑器102，如上面描述的那樣。
0035在另一種實施方式中，多區域噴灑器系統100還包含火傳感器 208。火傳自208例如是煙霧探測器、紅外探測器、紫外(UV)探測器、 紅外攝像機、溫度傳感器等等。火傳自208直接地或通過無線傳輸系統 或電連接經由區域控制器210，將火情數據傳輸到中央控制系統206，如 上面描述的那樣。基于該火情數據，中央控制系統206傳輸指令來配置 上面描述的噴灑器102的噴流模式104，如上面描述的那樣，以便需要水 分的地區得到灌溉。
0036圖3是噴灑器系統300的示意圖。噴灑器系統300包含具有 可配置的噴流模式104的噴灑器102以及濕度傳感器200。噴灑器102包 含噴灑頭302，噴灑頭302包含至少一臺計算機304。
0037計算機304包含，例如處理器、程序邏輯或其他代表數據和 指令的底層配置，其以此處描述的方式進行操作。在其他實施方式中， 處理器可包含控制器電路、處理器電路、處理器、通用單芯片或多芯片 微處理器、數字信號處理器、嵌入式微處理器、微控制器等。
0038當控水閥門202起動時，噴灑頭302接收水。計算機304從 諸如中央控制系統206的中央位置接收控制數據和電力。在另一種實施 方式下，計算機304只從中央位置接收電力。
0039至少一個濕度傳感器200與噴灑頭302關聯，并電連接到噴 灑頭302。在一種實施方式中，多個濕度傳感器200形成圍繞噴灑頭300 的圓形圖案。
0040濕度傳感器200將濕度數據傳輸到計算機304。在一種實施方 式中，計算機304將該濕度數據傳輸到中央控制系統206，并從中央控制 系統206接收指令來配置噴流模式104。在另一種實施方式中，計算機 304接收濕度數據、處理該濕度數據來決定適當的噴流模式104，并根據 該濕度數據配置噴流模式104。
0041圖3說明了若干部分交疊的噴流模式104。在另一種實施方式 中，這些噴流模式104并不交疊。在又一種實施方式中，這些噴流模式 104交疊，從而使噴灑器系統300的地區被至少一個噴灑器102灌溉。
0042圖4是旋轉式噴灑器400的一種實施方式的示意圖。當水從 噴灑器400流出時，旋轉式噴灑器400在360度弧內旋轉，或在360度 弧的一部分內旋轉。通過弧不同部分的旋轉速率決定了施加于噴灑器400 周圍地區的水量。當噴灑器緩慢旋轉時，噴灑器400用水較多；當噴灑 器400快速旋轉時，用水較少。
0043噴灑器400包含噴灑頭402。噴灑頭402包含致動器404、位 置信息406以及數據接口 408。通過該數據接口 408接收到的該位置信息 406控制該致動器動器404的起動。該致動器404控制噴灑頭402的旋轉 速率。 一般來說，噴灑器400會應用于高爾夫球場或有旋轉式噴灑器的 其他工業應用場合。
0044在一種實施方式中，當致動器404開啟或活動時，噴灑頭402 快速旋轉。在另一種實施方式中，當致動器404關閉或不活動時，噴灑 頭402旋轉緩慢。
0045水源204通過已起動的水源閥門202向噴灑器400供水。濕 度傳感器200直接地或通過無線傳輸系統或電連接、或通過無線傳輸系 統與電連接的組合，經由噴灑器400將濕度數據410發送到中央控制系 統206。
0046基于濕度數據410，中央控制系統206經由無線傳輸系統或電 連接或無線傳輸系統與電連接的組合，通過數據接口 408將位置信息406發送到噴灑器400。噴灑器400利用該位置信息開啟或關閉致動器404， 從而控制噴灑頭402旋轉的速度。
0047在另一種實施方式中，噴灑器400利用計算機302，基于濕度 數據410來確定位置信息406。噴灑器400利用來自計算機302的位置信 息開啟或關閉致動器404，從而控制噴灑頭402的旋轉速率。
0048圖5是包含致動器404的噴灑器400的一種實施方式的示意 圖。致動器404可以是，例如螺線管、步進電機、開關、繼電器、閥門 等。
0049圖6是非旋轉式噴灑器600的一種實施方式的示意圖。噴灑 器600包含噴灑頭602。該噴灑頭602包含至少一個螺線管604，該螺線 管604有活動狀態和不活動狀態。各螺線管604控制與該螺線管604相 關聯的端口 606。在一種實施方式中，這些螺線管604和與它們關聯的端 口 606圍繞噴灑頭602的周邊形成一個環。譬如，八個螺線管可用于控 制圍繞噴灑器600的圓形圖案的八個區域。 一般地，噴灑器600會應用 于住宅或其他具有非旋轉式噴灑器的應用場合。
0050水源204通過已起動的水源閥門202向噴灑器600供水。當 端口 606開啟時，水從端口 606流出。
0051在一種實施方式中，當螺線管604活動時，端口 606開啟。 在另一種實施方式中，當螺線管604活動時，端口 606關閉。在另一種 實施方式中，當螺線管604不活動時，端口 606關閉。在此外又一種實 施方式中，當螺線管604不活動時，端口 606開啟。
0052基于濕度數據410，中央控制系統206向噴灑器600發送狀態 信息來控制螺線管604的狀態。螺線管604按照該狀態信息決定的那樣 開啟端口 606。噴灑器600灌溉與開啟的端口 606相關聯的地區。
0053在另一種實施方式中，噴灑器600利用計算機302,基于濕度 信息410控制螺線管604的狀態。噴灑器600起動螺線管604來開啟端 口 606，這就灌溉與開啟的端口 606相關聯的地區。
0054雖然已描述本發明的某些實施方式，但這些實施方式只是以 實例的形式給出，并不旨在限制本發明的范圍。當然，這里描述的新方 法和系統可以以多種其他形式實例化；而且，可對這里描述的方法和系
統的形式進行各種省略、替換和更改，而不脫離本發明的精神。所附的 權利要求及等同物都旨在覆蓋落入本發明范圍和精神之內這些形式或修 改。
權利要求
1.一種噴灑器系統，其包括一個具有可配置的噴流模式的噴灑頭；多個濕度傳感器，其配備在所述噴灑頭灌溉的區域內，所述濕度傳感器被配置為收集所述區域內的濕度數據；以及一個控制器，其被配置用來獲取所述濕度數據和基于所述濕度數據配置所述噴灑頭的噴流模式。
2. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述噴灑頭還包含一個致 動器，其中通過控制所述致動器控制所述噴流模式。
3. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述噴灑器還包含一個致 動器，其中所述致動器的狀態決定所述噴灑頭的旋轉速率。
4. 根據權利要求2所述的噴灑器系統，其中所述控制器決定所述驅動 器的狀態。
5. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述噴灑頭旋轉。
6. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述噴灑頭是靜止的。
7. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，所述噴灑器系統還包含一個或 更多個火傳感器。
8. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述控制器通過無線傳輸 鏈路獲取所述濕度數據。
9. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述控制器電連接到所述 濕度傳感器。
10. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述控制器包含一個區域控制器，所述區域控制器被配置成接收所述濕度數據以及將所述濕度數 據提供給中央控制器。
11. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述控制器被提供給所 述噴灑頭。
12. 根據權利要求1所述的噴灑器系統，其中所述控制器包含一個控 制多個噴灑頭的區域控制器。
13. —種噴灑器系統，其包括收集與噴灑頭相關聯的圖案地區中的濕度數據的裝置；以及 基于所述濕度數據，自動配置與所述噴灑頭相關聯的可配置的噴流模 式的裝置。
14. 一種噴灑器，其包括 計算機；以及可配置的噴流模式，其中所述計算機獲取與所述噴灑器相關聯的濕度 數據，并基于所述濕度數據自動配置所述可配置的噴流模式。
15. —種灌溉方法，其包括從與噴灑頭相關聯的多個濕度傳感器獲取濕度數據；以及 基于所述濕度數據，自動配置與所述噴灑頭相關聯的可配置的噴流模式。
16. —種噴灑器，其包含從與噴灑頭相關聯的濕度傳感器獲取濕度數據的裝置；以及 基于所述濕度數據，動態配置與所述噴灑頭相關聯的可配置的噴流模 式的裝置。
全文摘要
一種包含具有可電配置的噴流模式的噴灑頭、濕度傳感器和控制器的灌溉系統。基于來自濕度傳感器的輸入信號，控制器動態地配置噴灑頭的噴流模式，以使更多水落到需要被澆灌的地區，較少水落到不需要額外水的地區。該灌溉系統可以額外包含火傳感器。基于來自火傳感器的輸入，控制器起動噴灑器。
文檔編號A01G25/16GK101198250SQ200680021398
公開日2008年6月11日 申請日期2006年5月16日 優先權日2005年6月14日
發明者L·凱茨 申請人:L·凱茨